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最佳数值算法合成的实量词消除(案例研究:平方根计算)。 (英语) Zbl 1335.68300号

摘要:我们报告了我们正在进行的将实量词消除应用于优化数值算法合成的工作。特别地,我们描述了一个关于平方根问题的案例研究:给定一个实数(x)和一个误差界(varepsilon),找到一个包含(sqrt{x})且其宽度小于或等于(varepsilon)的实数区间。
典型的数值算法从一个初始间隔开始,并通过在其上应用“细化图”来反复更新,直到其变得足够窄。因此,合成相当于找到一个细化映射,该映射确保了所得算法的正确性和最优性。
这个问题可以表述为真正的量词消除。因此,原则上,合成可以自动进行。然而,计算量巨大,使用当前通用的实量词消除软件几乎无法实现自动合成。
我们克服了这个困难:(1)小心地将一个复杂的量化公式简化为几个简单的公式;(2)使用最先进的量词消除软件自动从结果中消除量词。因此,我们能够半自动合成一个最优的二次收敛地图,这比众所周知的手工绘制的Secant-Newton地图要好。有趣的是,最佳合成图并不像人们自然预期的那样收缩。

MSC公司:

68瓦30 符号计算和代数计算
03C10号机组 量词消除、模型完整性和相关主题
65G40型 区间分析的一般方法
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Akbarpour,B。;Paulson,L.C.,MetiTarski:实值特殊函数的自动定理证明器,J.Autom。原因。,44, 3, 175-205 (2010) ·Zbl 1215.68206号
[2] 阿莱菲尔德,G。;Herzberger,J.,《区间计算导论》(1983),学术出版社:纽约州纽约市学术出版社·兹伯利0552.65041
[3] 阿奈,H。;Weispfenning,V.,使用实数量词消去的集合计算,(HSCC(2001)),63-76·Zbl 0991.93008号
[4] Arnon,D.S.,基于聚类的柱面代数分解算法,J.Symb。计算。,5, 1-2, 189-212 (1988) ·Zbl 0648.68056号
[5] 巴苏,S。;波拉克,R。;罗伊,M.-F.,《关于量词消去的组合和代数复杂性》,J.ACM,43,6,1002-1045(1996)·Zbl 0885.68070号
[6] Beebe,N.,精确平方根计算(1991),犹他大学数学系科学计算中心
[7] 布拉德福德,R。;Davenport,J.H。;英格兰,M。;McCallum,S。;Wilson,D.,布尔组合的柱面代数分解,(ISSAC(2013)),125-132·Zbl 1359.68327号
[8] Brown,C.W.,《圆柱代数分解的改进投影》,J.Symb。计算。,32, 5, 447-465 (2001) ·Zbl 0981.68186号
[9] Brown,C.W.,《简单CAD构造及其应用》,J.Symb。计算。,31, 5, 521-547 (2001) ·兹伯利0976.65023
[10] Brown,C.W.,QEPCAD-B:使用CAD计算半代数集的程序,SIGSAM Bull。,37, 4, 97-108 (2003) ·Zbl 1083.68148号
[11] Brown,C.W.,《基于单项式不等式的Tarski公式快速简化》,J.Symb。计算。,47, 7, 859-882 (2012) ·Zbl 1262.68189号
[12] Brown,C.W.,《在圆柱代数分解中构建单个开放单元》(ISSAC(2013)),133-140·兹比尔1360.68924
[13] (Caviness,B.;Johnson,J.,量词消除和柱面代数分解。量词消除与柱面代数分裂,文本单体。符号计算(1998),Springer)·Zbl 0906.03033号
[14] 科迪,W。;Waite,W.,《基本功能软件手册》(1980年),普伦蒂斯·霍尔:新泽西州普伦蒂斯霍尔-恩格尔伍德悬崖·Zbl 0468.68036号
[15] Collins,G.E.,通过柱面代数分解消除实闭域的量词,(自动机理论和形式语言(1975))·Zbl 0318.02051号
[16] 柯林斯,G.E。;Hong,H.,量词消除的圆柱代数分解,J.Symb。计算。,12, 3, 299-328 (1991) ·Zbl 0754.68063号
[17] Dolzmann,A。;塞德尔,A。;Sturm,T.,CAD的有效投影订单,(ISSAC(2004)),111-118·Zbl 1134.68575号
[18] Dolzmann,A。;Sturm,T.,REDLOG:计算机代数与计算机逻辑,SIGSAM Bull。,31, 2, 2-9 (1997)
[19] Erascu,M。;Hong,H.,在平方根计算的收缩二次映射中,割线-牛顿映射是最优的,J.Reliab。计算。,18, 73-81 (2013)
[20] Erascu,M。;Hong,H.,使用实量词消除的最佳数值算法合成(案例研究:平方根计算),(ISSAC(2014)),162-169·Zbl 1325.68276号
[21] 福勒,D。;Robson,E.,《古巴比伦旧数学中的平方根近似:YBC 7289上下文》,Hist。数学。,25, 4, 366-378 (1998) ·Zbl 0917.01005号
[22] Grigoriev,D.,决定Tarski代数的复杂性,J.Symb。计算。,5, 1-2, 65-108 (1988) ·Zbl 0689.03021号
[23] Hart,J.F。;切尼,E.W。;劳森,C.L。;Maehly,H.J。;Mesztenyi,C.K。;赖斯,J.R。;Thacher,H.C.公司。;Witzgall,C.,《计算机近似》(1968),John Wiley,重印,E.Krieger出版公司,1978年·Zbl 0174.20402号
[24] Hong,H.,圆柱代数分解中投影算子的改进,(ISSAC(1990)),261-264
[25] Hong,H.,基于柱面代数分解的量词消除中的简单解公式构造,(ISSAC(1992)),177-188·Zbl 0919.03029号
[26] Hong,H.,专刊社论:计算量词消除,计算。J(1993)
[27] Hong,H。;Din,M.S.E.,变体量词消除,J.Symb。计算。,47, 7, 883-901 (2012) ·Zbl 1238.14001号
[28] 利斯卡,R。;Steinberg,S.,将量词消除应用于差分格式的稳定性分析,计算。J.,36,5,497-503(1993)·兹比尔0780.68075
[29] McCallum,S.,《三维空间柱面代数分解的改进投影操作》,J.Symb。计算。,5, 1-2, 141-161 (1988) ·Zbl 0648.68054号
[30] McCallum,S.,《基于CAD的等式约束量词消除中的投影》(ISSAC(1999)),145-149
[31] McCallum,S.,《关于基于CAD的量词消除中等式约束的传播》(ISSAC(2001)),223-231·Zbl 1356.68287号
[32] Meggitt,J.R.,《伪除法和伪乘法过程》,IBM J.Res.Dev.,6,2,210-226(1962)·Zbl 0201.48709号
[33] Moore,R.E.,区间分析(1966),Prentice Hall:Prentice Hall Englewood Cliffs,新泽西州·Zbl 0176.13301号
[34] 摩尔,R.E。;Kearfott,R.B。;Cloud,M.J.,《区间分析导论》(2009),工业和应用数学学会:工业和应用数学家学会,宾夕法尼亚州费城·Zbl 1168.65002号
[35] Renegar,J.,《关于实域一阶理论的计算复杂性和几何》,J.Symb。计算。,13, 3, 255-352 (1992) ·Zbl 0798.68073号
[36] Revol,N.,单变量情况下的多精度区间牛顿迭代,Numer。算法,34,2-4,417-426(2003)·Zbl 1035.65051号
[37] Strzebonski,A.,《使用验证数值的圆柱代数分解》,J.Symb。计算。,41, 9, 1021-1038 (2006) ·Zbl 1124.68123号
[38] Strzeboski,A.,第一变量中超越系统的柱形分解,J.Symb。计算。,46, 11, 1284-1290 (2011) ·Zbl 1236.14053号
[39] 塔斯基,A.,初等代数和几何的决策方法,布尔。美国数学。Soc(1951年)·Zbl 0044.25102号
[40] Wolfram Research,I.,Mathematica Edition:8.0版(2010),Wolfram Research,Inc
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