Asignación de números


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Dados números modo que hay una asignación de números que es una permutación de tal queA 1 ≤ A 2 ≤ . . . ≤ A k k Σ i = 1 A i = k ( 2 k + 1 ) i 1 , i 2 , . . . , I 2 k 1 , 2 , . . . , 2 kkUN1≤UN2≤...≤UNk∑i=1kAi=k(2k+1)i1,i2,...,i2k1,2,...,2k

i1+i2≤A1i3+i4≤A2...i2k−1+i2k≤Ak

?

No puedo encontrar un algoritmo eficiente y eso resuelve este problema. Parece ser un problema combinatorio. No pude encontrar un problema NP-Complete similar. ¿Este problema se parece a un problema NP-Complete conocido o se puede resolver con un algoritmo polinomial?


¿Has progresado en el problema?
— Yuval Filmus

Olvidé mencionar queUN1≤UN2≤...≤UNk
— gprime

Problema relacionado , también sin una respuesta satisfactoria. (Puede que no esté claro a primera vista cómo están relacionados, pero si , el problema es equivalente a encontrar una permutación de para que .K=2norte1...2norteyo2un-1-yo2un=UNyo
— Peter Shor

Respuestas:


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Este problema es fuertemente NP-completo.

Supongamos que todas las son impares. Entonces sabemos que dado que i 2 j - 1 + i 2 j = A j es impar, uno de i 2 j - 1 e es par y el otro es impar. Podemos suponer que es impar y que es par. Al permitir queUNjyo2j-1+yo2j=UNjyo2j-1yo2jyo2j-1yo2jyσj=1πj=12(i2j−1+1), podemos mostrar que esto es equivalente a pedir dos permutaciones,πyσ, de los números1...n demodo queπj+σj=1σj=12(i2j)πσ1…n.πj+σj=12(Aj+1)

Se sabe que este problema es NP-completo; vea este problema cstheory.se y este artículo de W. Yu, H. Hoogeveen y JK Lenstra referenciados en la respuesta.


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Aquí hay una pista para comenzar: dado que la suma de todos los números del al 2 k es exactamente k ( 2 k + 1 ) , una solución es posible solo si de hecho i 1 + i 2 = A 1 , i 3 + i 4 = A 2 y así sucesivamente. Así dieron i 1 que sé i 2 , y así sucesivamente. Además, 3 ≤ A j ≤ 4 k - 1 .12kk(2k+1)i1+i2=A1i3+i4=A2i1i23≤Aj≤4k−1


Entonces, ¿cómo debo elegir para empezar? No estoy viendo la solución. Pero gracias por la propiedad 3 ≤ A j ≤ 4 k - 1i13≤Aj≤4k−1
— gprime

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Si el está ordenado, sabemos 3 ≤ A 1 , 10 ≤ A 1 + A 2 , 21 ≤ A 1 + A 2 + A 3 , y así sucesivamente. Son estos criterios, junto con Σ i A i = k ( 2 k + 1 ) , suficiente? Si lo son, posiblemente podría haber un algoritmo simple para este problema. Ai3≤A110≤A1+A221≤A1+A2+A3∑iAi=k(2k+1)
— Peter Shor

Sí, están ordenados. Trataré de usar esto ...
— gprime

@PeterShor También debe considerar los límites desde la dirección opuesta, es decir, , y así sucesivamente. Si analizamos el problema de forma anecdótica, parece que un algoritmo codicioso simple debería descubrir soluciones cuando existen y fallar precisamente cuando no existen, pero tengo problemas para demostrarlo. 4n−1≥An,8n−6≥An−1+An
— torquestomp

@torquestomp: Estás planteando un buen punto. De hecho, los límites de una dirección también implican los límites de la otra, pero eso no es nada obvio a primera vista. Observé un problema similar y no pude encontrar un algoritmo simple (pero también me pareció que el análogo de estos criterios era suficiente).
— Peter Shor

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Es un problema de coincidencia, por lo que puede resolverse utilizando el algoritmo de Edmond. Ver wikipedia


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La idea de Stackexchange es tener un Q&A que sea lo más completo posible. ¿Sería capaz de ampliar su respuesta para que sea más que un simple enlace a wikipedia?
— Luke Mathieson,

¿Puedes elaborar? No veo cómo puedo usar esos algoritmos para resolver mi pregunta.
— gprime

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En realidad, para mí parece un caso especial de 3 coincidencias, que es NP completo. Esto no significa que el problema de los PO esté completo en NP.
— Peter Shor

¿Podría ser quizás una coincidencia bipartita? Examinaré la combinación de 3 para ver si puedo resolverlo. ¡Gracias!
— gprime
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