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广义复杂性、群论中的决策问题和随机漫步。 (英语) Zbl 1041.20021号

作者提出了群理论中决策问题的一般复杂度的精确定义,并证明了对于一类非常大的有限生成群,词、隶属度和共轭问题都具有线性时间一般复杂度。一般复杂度的概念是,对于某些决策问题(可能具有较高的最坏情况复杂度或甚至无法解决),有一种算法可以快速为问题的“大多数”输入生成解决方案。
对于有限字母表上单词的(k)元组集,设(rho_n(S)=|S\cap B_n)|/|B_n|\),其中,(B_n\)是总长度为(leq n\)的单词的所有(k)元组集。如果集合(S)的渐近密度为1,也就是说,(S)为1,则称为泛型。此外,如果\(rho_n(S)\ to 1)指数快(这意味着存在\(C>0)和\(0\leqr<1),使得\(|\rho_n-(S)-1|\leqCr^n)),那么\(S)被称为强泛型。设\(mathcal C\)是一个复杂性类(例如线性时间、多项式时间),\(g\)是有限生成群。如果(G)的每一个生成集(A\)都存在(D\)的正确部分算法(Omega_A\)和其输入(S\)的一般(强一般)集,则(G)中的决策问题(D\算法\(\Omega_A\)在复杂性范围\(\mathcal C\)内终止于\(\sigma\)。
以下是本文的主要结果。假设(G)有一个有限指数子群(H),该子群具有一个无限商群(上横线H),对于该群,单词问题在(mathcal C)中是可解的。那么,在\(\mathcal C\)中,\(G\)的单词问题具有一般的复杂性。此外,如果(上一行H)是不可容许的,那么强in(mathcal C)中的(G)的单词问题的一般复杂度。
结果适用于一大类群体;特别地,我们可以利用词超群的词问题在线性时间内是可解的,有理数上线性组的词问题是在立方时间内可以解的,并且嵌入(F_2)的任何群都是不可解的。给出了该结果对隶属度问题的推广。此外,还证明了如果(G)具有无穷Abelianization,则(G)共轭问题的广义复杂度是线性时间。这些证明是基于正则图上已知的随机游动理论。

MSC公司:

2010年1月20日 单词问题、其他决策问题、与逻辑和自动机的联系(群体理论方面)
2015年3月1日 计算复杂性(包括隐式计算复杂性)
60克50 独立随机变量之和;随机游走
2015年第68季度 复杂性类(层次结构、复杂性类之间的关系等)
65年第68季度 算法和问题复杂性分析
20F05型 组的生成器、关系和表示
20E07年 子群定理;子群增长

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