Cualquier número trascendental computable que sea computable en tiempo P pero no


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¿Hay algún número trascendental computable conocido tal que su º dígito es computable en tiempo polinomial, pero no en ?nO(n)


2
Todavía no tiene sentido. ¿Quieres decir "... pero no a tiempo ", o qué? O(n)
— Emil Jeřábek

Quiero decir en tiempo P y no en . No estoy seguro si mi inglés es incorrecto o el tuyo, de todos modos gracias por tu comentario. O(n)
— XL _At_Here_There

2
Si el autor logra formular esta pregunta en un inglés legible, entonces podría estar relacionado con la Conjetura de Hartmanis-Stearns: cada número real calculado por una máquina de Turing multitapa en tiempo real es trascendental o racional.
— Gamow

@Gamow a la derecha, pero excluye el caso de la conjetura de Hartmanis-Stearns.
— XL _At_Here_There

2
Traté de hacer esto comprensible, pero aún no está muy claro. ¿Quiere decir que no se sabe que sea computable en , o que no sea computable en ? ¿Cuál es el modelo de cálculo: máquina Turing de una o varias cintas, o algo más? O(n)O(n)
— Sasho Nikolov

Respuestas:


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Aquí está la construcción de tal número. Puede discutir si esto significa que tal número es "conocido".

Tome cualquier función de a donde el 'th dígitos no es computable en tiempo. Dicha función existe, por ejemplo, mediante la técnica de diagonalización habitual. Interpretar como el 'th dígito decimal de algún número real . Ahora, para cada de la forma , , cambie los dígitos de en las posiciones a 's. El número resultante conserva evidentemente la propiedad que elfN{1,2,…,8}nO(n)f(n)nαn22kk≥1αn,n+1,…,3n0βn -ésimo dígito no es computable en tiempo, pero tiene una infinidad de muy buenas aproximaciones de números racionales, por ejemplo a fin , de la forma . Entonces, según el teorema de Roth, no puede ser algebraico. (No es racional porque tiene bloques arbitrariamente largos de activados por nonzeros en ambos lados).O(n)O(q−3)p/qβ0


12

Más generalmente, para cualquier constante , hay números trascendentales computables en el tiempo polinómico, pero no en el tiempo O ( n k ) .k≥1O(nk)

Primero, según el teorema de la jerarquía de tiempo, existe un lenguaje no computable en el tiempo O ( 2 k n ) . Podemos suponer que L ⊆ { 0 , 1 } ∗ , y también podemos suponer que todas las cadenas w ∈ L tienen una longitud divisible por 3 .L0∈EO(2kn)L⊆{0,1}∗w∈L3

Segundo, que sea ​​la versión unaria de L 0 . Para mayor claridad, para cualquier w ∈ { 0 , 1 } ∗ , deje N ( w ) denotar el número entero cuya representación binaria es 1 w , y ponga L 1 = { a N ( w ) : w ∈ L 0 } . Entonces L 1 ∈ P , pero L 1 no es computable en el tiempo OL1L0w∈{0,1}∗N(w)1wL1={aN(w):w∈L0}L1∈PL1 . Además, L 1 tiene la siguiente propiedad: para cualquier m , L 1 no contiene ninguna a n tal que 2 3 m + 1 ≤ n < 2 3 m + 3 .O(nk)L1mL1an23m+1≤n<23m+3

Tercero, dejemos que (Asumo aquí que la pregunta es sobre calcular números en binario. Si no, el 2 anterior se puede reemplazar con cualquier base deseada, no importa).

α=∑{2−n:an∈L1}.
2

Entonces es computable en tiempo polinómico, ya que podemos calcular sus primeros n bits comprobando si a , a 2 , ... , a n están en L 1 . Por la misma razón, no es computable en tiempo O ( n k ) , como el n bit-ésimo determina si un n ∈ L 1 .αna,a2,…,anL1O(nk)nan∈L1

Para cualquier , supongamos que p = ∑ { 2 2 3 m + 1 - n : n ∈ L 1 , n < 2 3 m + 1 } = ⌊ α 2 2 3 m + 1 ⌋ , y q = 2 2 3 m + 1 . Entonces | α - pm

p=∑{223m+1−n:n∈L1,n<23m+1}=⌊α223m+1⌋,
q=223m+1 Por lo tanto,αtiene una medida de irracionalidad de al menos4, por lo tanto, es trascendental segúnel teorema de Roth.
|α−pq|≤2−23m+3=q−4.
α4

2
Hmm, veo que me sacaron. Dejaré la respuesta de todos modos, ya que puede ser útil para alguien.
— Emil Jeřábek

3
Elegí la publicación de Jeffrey como respuesta a la pregunta, ya que su respuesta se publicó anteriormente.
— XL _At_Here_There

66
Si. Me recordaré la próxima vez que no me moleste en perder tiempo y esfuerzo en escribir una respuesta exhaustiva con todos los detalles técnicos, ya que aparentemente es más valioso publicar unos minutos antes.
— Emil Jeřábek

3
: D, genial! Espero que podamos disfrutar de más temas.
— XL _At_Here_There
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