Numerazione del sottoinsieme


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Correzione k≥5 . Per ogni abbastanza grande n, vorremmo etichettare tutti i sottoinsiemi di {1..n} di dimensioni esattamente n/k da numeri interi positivi da {1...T} . Vorremmo che questa etichettatura soddisfasse la seguente proprietà: esiste un insieme S di numeri interi, st

  1. Se sottoinsiemi di dimensione n / k non si intersecano (cioè l'unione di questi set formano tutto l'insieme { 1 .. n } ), allora la somma delle loro etichette è in S .kn/k{1..n}S
  2. In caso contrario, la somma delle loro etichette non è in .S

Esiste un e un'etichettatura, st T ⋅ | S | = O ( 1,99 n ) ?k≥5T⋅|S|=O(1.99n)

Ad esempio, per qualsiasi possiamo etichettare i sottoinsiemi nel modo seguente. T = 2 n , ogni sottoinsieme ha n bit nel loro numero: il primo bit è uguale a 1 se il sottoinsieme contiene 1 , il secondo bit è uguale a 1 se il sottoinsieme contiene 2 ecc. È facile vedere che S contiene solo un elemento 2 n - 1 . Ma qui T ⋅ | S | = Θ ( 2 n ) . Possiamo farlo meglio?kT=2nn1112S2n−1T⋅|S|=Θ(2n)


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Perché 5 e non 3?
— domotorp,

@domotorp: sai come farlo per più piccoli ? k
— Alex Golovnev,

Ciò darebbe una prova costruttiva per la domanda da un milione di dollari! Non così in fretta! :)
— Tayfun paga il

@Geekster: potresti per favore spiegare?
— Alex Golovnev,

3
È possibile effettuare T = O (1.99 ^ n)? La domanda sembra suggerire che è possibile, ma non mi è chiaro come farlo.
— Tsuyoshi Ito,

Risposte:


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Una risposta parziale è che anche per tale etichettatura non esiste.k

Per un set di sottoinsiemi S 1 , … , S t (di dimensione n / k , f ( S 1 , … , S t ) indica la somma dei loro valori).tS1,…,Stn/kf(S1,…,St)

Reclamo: se e S 1 ∪ … ∪ S t ≠ S ′ 1 ∪ … ∪ S ′ t allora f ( S 1 , … , S t ) ≠ f ( S ′ 1 , … , S ′ t ) .t<kS1∪…∪St≠S1′∪…∪St′f(S1,…,St)≠f(S1′,…,St′)

Per capire perché l'affermazione è vera, scegli un insieme tale che ⋃ k i = 1 S i = [ n ] ma poi uno di questi nuovi insiemi interseca uno degli S ′ i così f ( S 1 , … , S k ) non può essere uguale a f ( S ′ 1 , … , S ′ t , SSt+1,…,Sk⋃i=1kSi=[n]Si′f(S1,…,Sk).f(S1′,…,St′,St+1,…,Sk)

Corollario: .T>(ntn/k)/t

L'impostazione di fornisce un limite inferiore di .t=k/2T≥2(nn/2)/k=Ω(2n/n)

Nota che per dispari si ottiene un limite inferiore dell'ordine . Già per abbiamo quindi l'esponente tende a abbastanza rapidamente.k(nn(1−1/k)/2)≈2H((1−1/k)/2)n=2n(1−O(1/k2))k=5H((1−1/k)/2)=H(0.4)≈0.971

Immagino che non esista nemmeno una soluzione per dispari ma non sono sicuro di come dimostrarlo.k


Grazie, soluzione molto bella! Ma non sono sicuro che possiamo generalizzare a dispari . k
— Alex Golovnev, il

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Questa non è una risposta, solo una spiegazione del perché per k = 2 non può esistere tale etichettatura (sono sicuro che questo era già noto ad Alex, quindi questo è solo un articolo scritto per altri lettori come me ...)

Per k = 2 abbiamo . Questo perché ci sono sottoinsiemi di dimensioni n / 2. Se uno qualsiasi ha la stessa etichetta, ad esempio A e B, allora la somma dell'etichetta di A e il suo complemento non è in S, oppure la somma dell'etichetta di B e il complemento di A è in S. Questo implica (per n grande).(nT≥(nn/2)≥1.99nT≥(n(nn/2)T≥(nn/2)

Per ka più grandi un argomento simile mostra che tutte le etichette devono essere diverse, ma ciò dà solo un limite inferiore esponenziale più debole. Quindi già k = 3 sembra essere sconosciuto.


Si Grazie! Sarebbe bello se qualcuno potesse dare qualche intuizione sul perché non esiste tale etichettatura per più grandi o perché è difficile trovare un'etichettatura del genere. k
— Alex Golovnev,
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