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线性系统中最小化非零变量或未满足关系的逼近性。 (英语) Zbl 0915.68072号

摘要:我们研究了两类密切相关的线性系统组合优化问题的计算复杂性,这两类问题出现在机器学习、运筹学和模式识别等各个领域。在第一类(MIN ULR)中,如果给定一个可能不可行的线性关系系统,人们希望找到一个解决方案,在满足所有其他关系的同时,尽可能少地破坏关系。在第二类(MIN-RVLS)中,线性系统被认为是可行的,并且人们寻找具有尽可能少的非零变量的解。对于MIN ULR和MIN RVLS,考虑了四种基本类型的关系运算符\(=\)、\(\geqslate\)、\(>\)和\(\neq\)。虽然MIN RVLS和方程式被提及为NP-hardM.R.加里D.S.约翰逊[计算机与难处理性。NP完全性理论指南(1979;Zbl 0411.68039号)],我们在E.阿马尔迪V.凯恩,求线性关系的最大可行子系统的复杂性和逼近性,定理。计算。科学。147,第1期,181-210(1995年;Zbl 0884.68093号)]具有等式和不等式的最小ULR是NP-hard,即使仅限于具有双极系数的齐次系统。后一个问题已被证明难以近似S.Arora、L.Babai、J.SternZ.瑞典,J.计算。系统。科学。54,第2号,第317-331条,第SS971472号(1997年;Zbl 0877.68067号)]. 在本文中,我们确定了MIN RVLS和MIN ULR的各种变量的逼近性的强界,包括约束变量,其中变量被限制为取二进制值,或者某些关系是强制的,而其他关系是可选的。根据关系类型和附加约束,不同的NP-hard版本具有不同的近似性质,但除非P=NP,否则它们都不能在任何常数因子内近似。特别关注判别分析和机器学习中发生的两个有趣的特殊情况。特别是,我们反驳了以下猜测K.van Horn公司T.马丁内斯[The minimum feature set problem,IEEE Trans.Neural Networks 7,491-494(1994)]关于多项式时间算法的存在性,以设计包含接近最小数量特征的线性分类器(或感知器)。

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2015年第68季度 复杂性类(层次结构、复杂性类之间的关系等)
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